20. Гипотезы образования гидротермальных месторождений.

В соответствии с температурой образования гидротермальные месторождения обычно разделяются на три группы:

1) высокотемпературные (гипотермальные), возникающие в интервале температур 400—300° С ;

2) среднетемпературные (мезотермальные), с температурами образования от 300 до 150° С ;

3) низкотемпературные (эпитермальные), отвечающие температурам от 150 до 50° С.

Месторождения, размещающиеся вблизи магматического очага (перимагматические), обычно более высокотемпературные, а расположенные на значительном от оного удалении (апомагматические) — низкотемпературные. Согласно Бергу, характерные химические элементы гидротермальных жил располагаются зонально вокруг материнского интрузива.

Восходящие гидротермальные растворы могут взаимодействовать с растворами поверхностного происхождения (вадозные растворы) - в таких случаях возникают месторождения смешанного происхождения. Некоторые авторы считают, что гидротермальные месторождения могут формироваться путем мобилизации халькофильных элементов из относительно обогащённых водой (преимущественно осадочных) пород под воздействием тепла остывающего интрузива. По этой схеме интрузив скорее является стимулятором, чем первичным источником гидротермальных веществ.

Механизм образования пневматолитовых и гидротермальных минералов можно проиллюстрировать на примере следующих двух реакций: 2Na3SЬS3 + 3С02 + 3Н20 = SЬ2S3 + 3Na2СО3 + 3H2S (для антимонита) 2Na3FeCl6 + 3Н20 = Fe2O3 + 6HCl + 6NaCl (для гематита)

Образование гидротермальных минералов может быть объяснено с позиций гипотезы кислотно-основной дифференциации, выдвинутой Д. С. Коржинским. В соответствии с этой гипотезой кислотные компоненты раствора (СО2, НСI, Н2 и др.) фильтруются сквозь породы быстрее, чем другие компоненты (кислотно-фильтрационный эффект). Так, например, эксперименты акад. Жарикова показали, что такие катионы, как медь и железо, перемещаются медленнее, чем растворитель, в то время как Сl− и SО42− двигаются быстрее растворителя; при зтом анион хлора подвижнее сульфат-аниона.

Благодаря тому, что гидротермальные минералы кристаллизуются из водных растворов, они обычно содержат газово-жидкие включения и в некоторых случаях мельчайшие кристаллы галита, сильвина и других галогенидов. Такого рода жидкие включения используются для оценки состава и температуры гидротермальных растворов в период кристаллизации (термобарогеохимия).

21. Зона окисления месторождений меди и серебра.

Зона окисления месторождений полезных ископаемых, находится вблизи земной поверхности и формируется вследствие химического разложения неустойчивых по составу минералов, под воздействием поверхностных и грунтовых вод, а также растворённых в этих водах и находящихся в атмосфере кислорода и углекислого газа. Это изменение определяется в основном процессом окисного преобразования. Зона окисления распространяется вглубь до уровня грунтовых вод, обычно от нескольких метров до нескольких десятков метров, но иногда, на отдельных участках, до нескольких сот метров от поверхности Земли. В процессе окисления часть минерального вещества полезного ископаемого может раствориться грунтовой водой, просочиться вниз и вновь отложиться ниже уровня грунтовых вод, образовав зону вторичного минерального обогащения. Зона вторичного обогащения особенно характерна для некоторых месторождений меди, урана, золота и серебра.

Среди медных месторождений встречаются практически все генетические типы: чисто магматогенные, кристаллизующиеся из магматических расплавов, гидротермальные жильные, формирующиеся в процессе кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, и, наконец, месторождения осадочные.

Наиболее распространенный тип месторождений меди образуется в результате кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, гидротерм. Это месторождения «кипрского типа», меднопорфировые месторождения, подтипом которых являются колчеданные месторождения Урала.

Главной рудой на медь служат ее сульфиды, прежде всего халькопирит, дисульфид меди и железа, чисто медный сульфид ковеллин и сульфид железа и меди борнит. В меньшей степени развиты сульфосоли меди (медный сульфарсенид - теннантит). Самородная медь редка, хотя на древнейших этапах истории использовалась и она.

Легкая окисляемость медных минералов приводит к тому, что в условиях земной поверхности образуются водосодержщие медные минералы. В зависимости от химизма поверхностных вод это либо малахит (гидратированный карбонат меди), либо бирюза (гидратированный алюмофосфат меди). Пленки этих минералов образуют прекрасные натечные формы.

Несмотря на незначительное содержание в земной коре, этот металл часто образует повышенные концентрации – месторождения. Встречается он как в самородном виде, так и в сочетании с другими химическими элементами – золотом, серой, сурьмой, мышьяком. Наиболее постоянна и широко известна связь серебра с золотом, объясняющаяся их способностью замещать друг друга в химических соединениях.

Известны месторождения серебра осадочного происхождения (в песчаниках, глинах, глинистых сланцах). Большого практического значения они не имеют.

Встречается серебро в рассеянном состоянии и в угольных месторождениях вместе с медью, свинцом, цинком, мышьяком, никелем, молибденом и другими элементами. Самородное серебро осаждается на кусочках угля в виде тончайших нитевидных и ветвистых выделений.

В россыпях серебро образуется реже, чем золото. Для накопления серебра наиболее благоприятны те россыпи, которые образуются в руслах небольших водотоков. Такие россыпи отрабатывались в некоторых районах Аляски.

В. И. Смирнов отмечает, что если серебро не фиксируется в зоне окисления в форме хлоридов или в самородном состоянии, то оно переносится вниз обычно в несколько стадий, переходя в раствор и вновь осажда-ясь. Главная масса вторичного серебра при этом фик-сируется в самых низах зоны окисления. Достигая первичных руд, вторичное серебро может их обогатить.